WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 35 |

«'ч ж Ж у. ч № Ж v ^ jjif 'slfe * |j j | ф v j^ vj АЛМАГАМБЕТОВ К.Х. МЕДИЦИНСКАЯ БИОТЕХНОЛОГИЯ $$ ш® ф ф Ф ф Ф ШФ ш • ' ~§р ^Р 5$ s& Астана - 2009 щ УДК 60 БКК 52.81 ...»

-- [ Страница 2 ] --

половы м клеткам. С ом атические клетки-миш ени использую тся при заболеваний. К летки пораж енны х тканей и органов извлекаю тся и вне о р ган и зм а тран сф и ц и р у ю тся ген ети ческо й кон струкц и ей, системно в сосудистое русло (in vivo), или локально - аэрозольно в легочную ткань, инъекция в опухолевую ткань и др. (in situ).

По типу вект оров Реш аю щ им условием успеш ной ген о тер ап и и я вл яется о б ес­ печение эф ф ективной д о ставки, то есть тр ан сф ек ц и и ч у ж ерод ­ ного гена в клетки-м иш ени, обеспечение д лительного ф ункц ио­ нирования его в этих клетках и создание условий для полноценной работы ген а(р и с.1). Э фф ективность трансф екции и интеграцион­ различных способах доставки в ДНК клетки-мишени различна.

Для доставки нового генетического материала, обеспечивающего терапевтический эффект в клетки-мишени индивида необходимы векторы. В качестве вектора для переноса фрагмента ДНК (гена) в клетку используются:

- вирусы (ретровирусы, аденовирусы, аденоассоциированные и др. вирусы);

- липосомы либо специально сконструированные белковые и пептидные векторы, обладающ ие сродством к определенным типам тканевых клеток (лиганд-рецепторный метод;

- физические методы (электропорация, баллистическая транс­ фекция и др.).

Рис. 1. Схематическое изображение трансформации Вирусные векторы или генетические конструкции, основанные на вирусных последовательностях, способных к активной транс­ дукции, а в некоторых случаях и к длительной экспрессии чуже­ родных генов в клетке-мишени используются чаще других век­ торов. При этом в 40% случаях используются аденовирусы, в 30% ретровирусы, в 16% - аденоассоциированные вирусы, в 10% вирус простого герпеса, в 4% - лентивирусы, вирус папилломы и др. Вирусы способны инфицировать клетку и вместе с клони­ руемым фрагментом ДНК легко интегрировать в геном клеткимишени.

Для того чтобы реконструировать вирусы в векторы, в них с помощ ью генно-инженерных методов:

- оставляются только последовательности, кодирующие синте капсида вируса. К прим еру, прим еняю тся «пакую щ ие» р етр о ­ вирусные векторы (рис.2), когда в качестве вектора используются только гены, кодирующие капсид этого вируса и трансфицируемые терапевтические гены, исключив при этом те гены ретровирусов (сем. Retroviridae), которые могли бы вызвать в трансфицируемом организме патологию, в частности инсерционный мутагенез или индукцию злокачественного роста. Вирусная РНК проникает в ядро клетки с последующей экспрессией терапевтического гена.

Recombinant H t« Recombinant Примечание. Обезвреженные РНК-вирусы (ретровирусы), содержащие требуемые гены вместе с генами ревертазы (на схеме 1), направляются к клетке. После того как клетка с помощью рецепторов опознает вирусную оболочку (2 ), вирус внедряет в клетку РНК (3). В клетке РНК с помощью ревертазы переписывается в ДНК (4) и проникает в ядро соматической клетки (5). Там синтезированная чужеродная ДНК, несущая нужные гены и некоторые вирусные гены, встраивается в ДНК самой клетки (6 ). Далее клетка при делении синтезирует копии обновленного генома, синтезирует мРНК (7), необходимые терапевтические белки (8). Реплицированная вирусная РНК покрывается капсидом (9) и заражает другие клетки (10). С сайта - moikompas.ru.

1.1. Технологии генной терапии Однако эти векторы не годятся для введения ДНК-фрагментов в неделящиеся клетки человека, например, в нейроны. Они также мало пригодны для переноса генов в клетки, отличающиеся низкой митотической активностью (к примеру, в клетки эпителия дыха­ тельных путей);

—удаляются последовательности вирусных нуклеотидов, ответ­ ственные за репродукцию вируса. Имеет место временная экс­ прессия терапевтического гена в составе вектора вне ядра клетки.

Это аденовирусные векторы (сем. Adenoviridae), не обладающие онкогенностью, а такж е непатогенны е аденоассоциированны е вирусы (сем. P arvoviridae)', они позволяю т вводить терап ев­ тические гены в неделящиеся клетки, в отличие от ретровирусов;

- в кач естве вектора исп о льзу ется такж е вирус простого герпеса (ceu.H erpesviridae). Как и аденовирусы, вирус герпеса подвергается генно-инженерной обработке, ведущей к утрате его способности к репродукции в клетке. В отличие от р е т р о - и аден ови русо в, не об лад аю щ и х узким тр о п и зм о м к клеткам о рган и зм а, герпесвирусы изб и р ател ьн о инфицирую т только нейроны. П оэтому эти векторы предпочтительны при генной терапии заболеваний нервной системы.

Л ипосом ы — м икроскопические ф осфолипидны е везикулы, образованные одной или несколькими бислойными мембранами, которые служат транспортным средством для доставки химио­ препаратов, белков, ДНК, антисмысловых олигонуклеотидов и т.д.

Созданы липосомы, обладающие разными свойствами. Например, катион ны е (по л о ж и тел ьн о заряж енн ы е) липосом ы, которы е связываются с отрицательно заряженной молекулой ДНК, образуя ДНК-липидный комплекс —липоплекс. Липоплексы легко обра­ зуются, могут нести достаточно крупные генетические конструк­ ции, относительно нетоксичны и неиммуногенны; биосовместимы, защ ищ аю т вклю ченную м олекулу ДН К от ф ерм ен тативн ой деградации при контакте с биологическими жидкостями. Прони­ кающая способность липосом зависит от их липидного состава, размеров, природы инкапсулированной молекулы, адресующего В отличие от других липосом, pH-зависимые липосомы, благодаря вклю чению в их состав некоторы х белков, например, гемагГЕННАЯ ТЕРАПИЯ глютинина или HVI белка вируса Сендай, теряют стабильность в кислой среде. Считается, что при таком типе липосом трансфи­ цируемая ДН К долж на бы стро о свобод иться от липидной оболочки в эндосоме и с большей вероятностью может оказаться в ци топлазм е, не п одвергаясь л и зосом альной деградации.

Достаточно эффективны катионные липиды, удерживающие ДНК за счет электростатических взаимодействий.

Лиганд-рецепторный метод введения экзогенной ДНК в клетки хозяина. Для такой цели используются конъюгаты ДНК с трансферрином или гликопротеином, для которых на многих клетках имеются специфические рецепторы. После связывания с рецеп­ тором конъюгаты ДНК поглощаются клеткой. Хотя вероятность встраивания введенной ДНК в геном хозяина очень невелика, все же трансфицированный ген может временно выполнять свои функции.

Физический метод введения ДНК-конструкций - электропора­ ция (под действием на клетки импульсов электрического поля высокой напряж енности имеет место обратимое увеличение проницаемости мембраны, образование пор диаметром около 0,5 нм.);

метод баллистической трансфекции с использованием генного «пистолета» (Д Н К -конструкции конъю гирую т с частицам и тяжелых металлов - золота или вольфрама диаметром 1-3 мкм;

обстрел органов и тканей, глубина проникновения около 1 мм;

рис.ЗА и ЗВ); разработана технология микроинъекций ДНК в мышечные клетки - миоциты.

Комбинированный вектор. Эффективно сочетанное использо­ вание лиганд-рецепторного и вирусного векторов, т.а рецепторопосредованный перенос генов. ДНК-последовательность нуж­ ного гена соединяют с определенным веществом (например, гликопротеином), который обладает высоким сродством к опреде­ ленному мембранному рецептору трансформируемой клетки (например, гепатоцита). Полученный комплекс - терапевтический ген и гликопротеин соединяют с аденовирусом, обеспечивающим проникновение генной конструкции в ядро клетки. Такой комбини­ рованный вектор обеспечивает эффективную адресную доставку гена в определенные ткани и органы, пересечение плазматической мембраны и доставку к определенной мишени внутри клетки.

1.1. Технологии генной т ерапии Рис.ЗА. Многоразовый генный пистолет компании « Powderject»

Рис.ЗВ. Одноразовый генный пистолет компании «Powderject»

П о способу введения генов Генная терапия ex vivo осуществляется путем переноса генети­ мозга, гепатоциты, астроциты, фибробласты и др.), с последующей реимплантацией этих клеток. Перенос генов ex vivo предполагает вы деление и культивирование клеток пациента, введение в них чужеродных генов, отбор трансфицированных клеток и реинфузию их тому же пациенту. В больш инстве допущ енных к клиническим П реимущ еством генной терапии ex vivo является то, что можно полностью охарактеризовать полученны е трансф орм ированны е многочисленные клоны этих клеток и отобрать клоны с высоким уровнем экспрессии требуемого гена, а также исклю чить клоны с опасны м и тр ан сф о р м ац и ям и, которы е м огли бы нан ести вред организм у.

нантного генетического вектора с терапевтическим геном непо­ средственно в организм, в достаточном количестве. Пути введения генной конструкции in vivo:

- в ткань путем инъекции (почки, тимус, поперечно-полосатые мышцы и другие органы; рис.4);

Рис.4. Генная терапия in vivo - инъекция терапевтического 1.1. Технологии генной терапии - внутрь кровеносных сосудов, питающих трансфицируемый орган;

- аэрозольное введение при легочной патологии.

По типу генотерапии:

- коррекция функции дефектного гена. Методы коррекции активн ости д еф ектны х генов (при м утациях, изм еняю щ их небольшой участок ДНК) или их замены нормальным пока еще отрабатываются в условиях лабораторий;

- введение терапевтического гена. На данном этапе развития технологии генной терапии клинические исследования сф окусированы на внесении дополнительного гена (генов), введении в организм экспрессирующегося терапевтического гена при условии сохранения в клетке дефектного или «больного» гена.

Коррекция или замещение последнего методически значительно сложнее. Терапевтический ген позволяет восполнить недостаю­ щую в организме функцию - это пополняющая (augmentative) генная терапия. Предпочтительны генетические конструкции, содерж ащ ие наряду с ф ункционально активны ми ген а м и аналогами деф ектны х генов (терапевтические гены ), еще и последовательности ДНК, регулирующие экспрессию дефектного - подавление функции «больного» гена (antisence RNA). При инфекциях, опухолевой трансформации и иной патологии может иметь место избыточная функция гена, которую необходимо пода­ вить. Подавление репликации мРНК дефектного гена осущест­ вляется двумя путями - либо терапия антисенс РНК (это подав­ ление работы гена на уровне мРНК путем экспрессии в клетке г структур, обеспечивающих синтез РНК, комплементарной мРНК дефектного гена) либо терапия антисмысловыми РНК (это синте­ тическая РНК, комплементарная мРНК дефектного гена, будучи введенной в клетку, она связывается с мРНК и трансляция этой мРНК специфически ингибируется; такая синтетическая РНК была названа антисмысловой, в связи с обратным по отношению к мРНК расположением в ней нуклеотидов). Принципиально терапия антисенс РНК и терапия антисмысловыми РНК схфцц^ д, 1 е ю т Например,чтобы подавить экспрессию дефектного гена, можно поступить следующим образом: выделить этот фрагмент ДНК из генома и поместить его в генетическую конструкцию в перевер­ нутом (антисмысловом) положении (рис.5). При этом будет синте­ зироваться антисмысловая РНК, которая ничего не кодирует, но В результате наступает посттранскрипционный генетический сайленсинг - остановка трансляции, разрушение мРНК гена-мишени и резкое снижение или даже полное прекращение его экспрессии.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 35 |
 


Похожие работы:

«Проблем о ение мное обуче на у ках би гии урока иолог Из опыта рааботы О Ольги П Петровн Кон ны нстант тиновой й, учителя био ологии МОУ СОШ с. Н Найфел Бир льд робидж жанског райо го она г. Б Биробиджа 2007 г. ан, Проблемное обучение на уроках биологии: Из опыта работы Ольги Петровны Константиновой, учителя биологии МОУ СОШ с. Найфельд. – Биробиджан: ОблИУУ, 2007, 36 с Сборник Проблемное обучение на уроках биологии рекомендован к печати и практическому применению в ОУ Еврейской автономной...»

«ПРОЦЕСС ЭВОЛЮЦИИ И МЕТОДОЛОГИЯ СИСТЕМАТИКИ А.П. Расницын ОТ АВТОРА Эта книга представляет некоторый итог моих размышлений о теоретических основах таксономического круга биологических дисциплин. В этот круг я включаю разделы биологии, анализирующие организменный уровень структуры и происхождения биологического разнообразия. Структуру биоразнообразия на этом уровне разрабатывает систематика с ее методологическим и лингвистическим аппаратами (таксономией и таксономической номенклатурой),...»

«ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ – ОСНОВА УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ В. В. Дёжкин, В. В. Снакин, Л. В. Попова Введение Изменившийся благодаря человечеству лик Земли становится все чаще объектом тревожного анализа с позиции глобалистики. Один из первых примеров такого анализа – трактат Дж. Марша 1 – обратил внимание на необходимость разработки системы мер по противодействию отрицательным сторонам вызванных человеком изменений в природе Земли. Что произошло с биосферой за полтора столетия, минувших...»

«Глава вторая ПРИМИТИВНЫЙ ЧЕЛОВЕК И ЕГО ПОВЕДЕНИЕ § 1. Три плана психологического развития В научной психологии глубоко укоренилась мысль о том, что все психологические функции человека следует рассматривать как продукт развития. Поведение человека, — говорит Блонский, — может быть понято только как история поведения. Два плана психологического развития изучены в настоящее время с наибольшей полнотой. Психология рассматривает поведе­ ние человека как результат длительной биологической эволюции....»

«РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ПО БИОЛОГИИ Растения. Бактерии. Грибы. Лишайники. ДЛЯ 6 КЛАССА НА 2013/2014 УЧЕБНЫЙ ГОД Пояснительная записка к рабочей программе Общая характеристика учебного предмета Биология как учебный предмет является неотъемлемой составной частью естественнонаучного образования на всех ступенях образования. Модернизация образования предусматривает повышение биологической грамотности подрастающего поколения. Независимо от того, какую специальность выберут в будущем выпускники школы, их...»

«Утверждена Постановлением Правительства Республики Молдова № 367от 13 апреля 2000 г. НАЦИОНАЛЬНАЯ ПРОГРАММА ДЕЙСТВИЙ ПО БОРЬБЕ С ОПУСТЫНИВАНИЕМ ВВЕДЕНИЕ Опустынивание представляет собой деградацию земель в засушливых, полузасушливых и сухих субгумидных зонах, обусловленных различными факторами, в том числе изменением климата и деятельностью человека, в результате чего имеет место снижение или разрушение биологического потенциала почвы, что может привести к условиям пустыни. В 1977 году...»

«Е. М. Бенуж Тесты по биологии. 7 класс Елена Бенуж Сборник содержит тестовые задания для проверки знаний по курсу Биология. Признаки живых организмов. Задания предназначены для работы с учебником В. Б. Захарова, Н. И. Сонина Биология. Многообразие живых организмов. 7 класс, рекомендованным Министерством образования и науки РФ и включенным в Федеральный перечень учебников. Пособие включает различные типы тестов для тематической и итоговой проверки, которые позволят учителю сделать опрос более...»

«Программа конкретизирует содержание предметных тем образовательного стандарта, дает распределение учебных часов по разделам курса и последовательность изучения тем и разделов учебного предмета с учетом межпредметных и внутрипредметных связей, логики учебного процесса, возрастных особенностей учащихся. Программа содействует реализации единой концепции биологического образования, сохраняя при этом условия для вариативного построения курсов биологии и проявления...»

«Тема 1. КРАТКАЯ ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ НАУКИ Лекция 1.1. Зарождение экологических взглядов в науке Лекция 1.2. Обобщение материалов экологии в трудах ученых Лекция 1.3. Обособление науки экологии в отдельную область знаний Лекция 1.4. Современное состояние науки экологии Лекция 1.1. Зарождение экологических взглядов в науке Экология как наука о взаимоотношениях организма и среды могла возникнуть лишь на определенном этапе развития биологических знаний. Ее становление, как никакой...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.